12.1 电路中的能量转化-【经纶学霸】2026-2027学年高二物理必修第三册4星学霸黑白题（人教版）江苏专版

第十二章 电能 能量守恒定律 第1节电路中的能量转化 白题 基础过关 限时：13min 题型亻电功、电功率、电热 题型3电路中的能量转化 1.把标有“12V3W”和“12V4.5W”的两个 5.如图为台式电风扇，因其小巧便携、可充电等特 灯泡并联后接到电压为12V的电源上，若通 点深受同学们喜爱.某品牌风扇电阻为0.5Ω， 过两个灯丝的电荷量之和是2C,则电流对两 正常工作时的电压为3.7V,功率为4.44W.电 个灯泡所做的功为 风扇内电池容量为1800mA·h.则() A.2J B.7.5JC.15J D.24J 2.(2024·河南中州联盟期末)如图所示，电路中 有三个电阻，已知R1:R2:R=1:3:6,则电 路工作时，R、R2、R,的功率之比为 A.1:2:3 A.该风扇正常工作时的电流为7.4A B.1:3:6 B.该风扇正常工作时电动机的机械功率 C.3:4:2 为3.72W D.3:4:6 C.该风扇连续正常工作的时间为2.5h 题型2焦耳定律 D.电池充满电后储存的总电能约为6.7×103J 3.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正 6.用充电宝给手机电池充电时，充电宝输出电能 确的是 ( 转化为手机电池的化学能和内能，等效电路如 A.电功率越大，电流做功越快，电路中产生的 图乙所示.在充电开始后的时间t内，充电 焦耳热一定越多 宝的输出电压U和输出电流1都可认为是 B.W=适用于任何电路，甲=R也适用于 恒定的，若手机电池的内阻为r,则t时间内 任何电路 C.在非纯电阻电路中，UR D.焦耳热Q=PRt只适用于纯电阻电路 4.如图所示为一电烙铁，电烙铁 充电宝 通电一段时间后，会变得很烫， 而连接电烙铁的导线却不怎么 A.充电宝输出的电流为1=I 热，其主要原因是 A.导线有绝缘皮，隔热效果好 B.充电宝输出的电功率为UI+, B.导线较长，散热比电烙铁快 U C.手机电池产生的焦耳热为 C.导线的电阻远小于电烙铁的电阻 D.通过导线的电流小于通过电烙铁的电流 D.手机电池储存的化学能为U1t-Pt 必修第三册黑白题072 黑题应用提优 限时：21min 1.如图所示为某一电流的P-t图像，若将此电 ③若因外力仅使电动机停转，为保证灵敏电流 流通过一阻值为R的定值电阻，则该定值电 计示数仍然为零，闭合开关前，应将H左移 阻在一个周期T内产生的热量为 ( ④若因外力仅使电动机停转，为保证灵敏电流 12 计示数仍然为零，闭合开关前，应将H右移 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 压轴挑战 4.如图所示，A为电解槽，M A.GRT FRT B. 动机，N为电炉子，恒定电 4 12V,电解槽内阻r4=22 ERT C.2 D.ERT 闭合，S2、S3断开时，电流表示数为6A;当S2 闭合，S、S,断开时，电流表示数为5A,且电 2.(2025·山东德州期中)中国首架太阳能氢能 无人机2024年9月中旬在重庆顺利完成首飞 动机输出功率为35W;当S3闭合，S1、S2断 引发高度关注.假设该无人机电池容量为3.0× 开时，电流表示数为4A.求： 104mA·h,无人机正常工作时电动机额定电 (1)电炉子的电阻及发热功率； (2)电动机的内阻： 压为30V,额定功率为450W.下列说法正确 (3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的 的是 ( 功率为多少？ A.该无人机电动机的电阻是2D2 B.该无人机正常工作时的电流是1.5A C.该无人机充满电后可持续飞行时间为20h D.该无人机充满电后储存的电荷量为1.08× 105C 3.一兴趣小组为研究非纯电阻电路的性质，设计 了如图所示电路图.图中M是一电动机，额定 电压为12V,额定功率为24W,线圈电阻为 22,R为定值电阻，阻值是62，G为灵敏电 流计，AB为一段阻值均匀的电阻棒，现在滑动 滑片H,闭合开关，G的示数刚好为零，且电动 机能够正常工作，则下列说法正确的是( ①滑片H位于AB的左侧第一个四等分点上 ②滑片H位于AB的中点上 进阶突破拔高练P11 第十二章黑白题073解析：由题意可知选择开关应旋至直流电压挡，即旋至C;若 只有b、c间右边的导线断路，两表笔分别与a、b相接时，没 有电流通过电表，指针不偏转：两表笔分别与α、c相接时，电 流会由a经过电表达到c,指针偏转. 8.(1)330(320~330)(2)F(3)②(4)右(5)错误；理 由见解析 解析：(1)由题图3可得，多用电表欧姆挡选用“×100”倍率， 则C、D端电阻Ro=3.3×1002=3302.(2)由题图1可得， 滑动变阻器采用限流式接法接入电路，为了多次测量时电压 表、电流表数据有明显变化，应该接入阻值和C、D端电阻接 近的滑动变阻器R,,即选F.(3)电压表测量金属块和电流表 两端的电压，连接错误的区域是②区域，目前电压表测量电 流表两端的电压，应将电压表的右边接线柱连接到电阻的右 端.(4)接通开关前，滑动变阻器滑片应放在阻值最大的最右 端位置.(5)金属块A、B间的电阻约为42，若用内阻约为 42的电流表A2测量，其误差要比用内阻约为12的电流 表A,测量大，测量值的相对误差约为号×100%=25%：测量 金属块C,D间约300电阻，测量值的相对误差约为330× 4 100%=1.2%,误差更小，测得的电阻计算电阻率更准确，则 小明的说法错误 第十一章 真题演练 黑题 真题体验 U 1.(1)M(2)4000(3)R=R-R,(4)A(5)0.86 解析：(1)由题图1可知，该滑动变阻器采用分压式接法，为 了保护电路，在开关S,闭合前，滑片P应移到M端； (2)当开关S,接b时，电压表量程为1V,根据欧姆定律U,= I,(R+R1),当开关S2接a时，电压表量程为3V,根据欧姆 定律U2=I(R+R1+R2),其中R1=1200,联立解得R2= 40002;（3)当开关S2接a时，根据欧姆定律U= U I(R+R+R2)得，电流表C的内阻可表示为Rg=-R-B; (4)校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压 表的读数偏大，可知电流表G内阻的真实值小于铭牌标示 第十二章 电能 第1节电路中的能量转化 白题 基础过关 1.D 2.C解析：设R1、R2和R阻值分别为r、3r、6r,R2和R,的并 歌电阳为化治22是-宁相据 R,可知 功率比为3：4：2.故选C. 3.C解析：A.电功率越大，电流做功越快，相同时间内电路中 必修第三册 值，根据闭合电路的欧姆定律，可以增大两电阻箱的阻值，故 选A;(5)根据闭合电路欧姆定律Uv=I(R。+R1)=430× 10-6×(800+1200)V=0.86V. 2.(1)2.450(2)1(3)1.88(4)大于 解析：(1)根据螺旋测微器的读数规则可知，其读数为 d=2mm+0.01×45.0mm=2.450mm.（2)由于电压表示数变 化更明显，说明电流表分压较多，因此电流表应采用外接法， 即测量铅笔芯电阻时应将K掷到1端.(3)根据图丙的I-U 1.50V 图像，结合欧姆定律有R,=0.8A ≈1.88Ω.（4)根据电阻定 律=P了，可得一5，两种材米的横截面积近似相等，分别 代入数据可知Px>Py 3.(1)×1k负极(2)ad45.0(3)非线性1.9~2.5 解析：(1)指针未偏转，说明电阻可能过大，应换用“×1k”挡 继续实验：根据“红进黑出”原则及二极管单向导电性可知， 与红色表笔相连的是二极管负极.(2)实现电压可从零开始 调节，滑动变阻器采用分压式接法，P应连接a;根据图C可 知电压表选取0~3V量程，故Q接d:多用电表量程为 50mA,分度值为1mA,需要估读到0.1mA,故电表的读数为 45.0mA.(3)根据图像可知I随U非线性变化，故说明该二 极管是非线性元件，根据图像可知正常发光时，即有电流通 过时电压在1.9~2.5V范围. 4.(1)黑(2)B(3)160880 (4)1.47mA(或1.48mA)1.10×10322.95V 解析：(1)与多用电表内电源正极相连的是黑表笔.(2)R。是 可变电阻，它的作用是欧姆调零，使用欧姆挡时，先将两表笔 短接，调整R。使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置.(3)B 端与“2”相莲时，是量程较小的电流表，所以R+B,气， 1602,B端与“4”相连时，是量程较小的电压表，所以R4= U,-,R=880D.(4)若此时B端与“1”相连，多用电表是量 I 程为2.5mA的电流表，则读数为1.47mA:若此时B端与“3” 相连，多用电表是欧姆×1002挡，则读数为1.10×1032；若 此时B端与“5”相连，多用电表是量程为5V的电压表，则 读数为2.95V. 能量守恒定律 产生的焦耳热一定越多，A错误；B.W=U适用于任何电 路，而w= =R只适用于纯电阻电路，B错误；C,在非纯电阻 电路中，UI>PR,C正确：D.焦耳热Q=Pt适用于任何电 路，D错误故选C 4.C P4.44 5,B解析：A.该风扇正常工作时的电流为I= 037A= 1.2A,故A错误；B.该风扇正常工作时电动机的发热功率为 黑白题34 P热=r=1.2×0.5W=0.72W,该风扇正常工作时电动机的 机械功率为P机=P-P熟=3.72W,故B正确；C根据题意可 得电风扇内电池容量为q=1800mA·h,可得该风扇连续正 常工作的时间为t=9=1.5h,故C错误：D.电池充满电后储 存的总电能约为W=gU=1800×10-3×3600×3.7J≈2.4× 104J,故D错误.故选B. 6.D解析：A.手机电池不是纯电阻，则输出电流I≠ 故A错误：B.因为充电宝的输出电压为U、输出电流为I,故 充电宝输出的电功率为UI,故B错误；C.手机电池产生的焦 耳热为Q=Pt≠心，故C错误，D.手机电池储存的化学能 为E=Ut-子t,故D正确.故选D. 黑题应用提优 1.C解析：由焦耳定律Q=P结合题中图像可知，图像与时 间轴所围成的面积与R的乘积等于电阻产生的热量.故0~ 子时间内定值电阻产生的热量为Q,=子·子·后~R= E F 4,则一个周期内产生的热量为Q=20,= 2,故选c 2.D解析：AB.根据P=U1可以求出额定电流I=P_450A V30A= U 15A,如果电动机是纯电阻用电器，则其电阻为R= 0Q=20,由于电动机并非纯电阻，其电阻不能简单地通 过欧姆定律来计算，因为电动机在工作时还会将电能转化为 机械能，所以无人机的电机电阻一定小于2，故AB错误； C.要计算无人机充满电后的可持续飞行时间，我们需要知 道电池的总电能和无人机的额定功率.电池的总电能为W= Uh=Ug=30V×30000mA·h=30V×30A·h=900W·h, 其中U是电池的氯定电压，Q是电池的容量，根据P=?,可 以求出飞行时间巴9002h,故C错误，D.无人机 充满电后储存的电荷量为Q=t=3.0x104mA·h=30A·h= 30A×3600s=1.08×10C,故D正确.故选D. 3.C解析：①②由灵敏电流计示数为零可知灵敏电流计两侧 电势差为零，可得M与AH段电阻、R与BH段电阻两端电 压分别相等；由M正常工作知M两端电压为12V,经过M 与R的电流为2A,则根据欧姆定律，R两端电压也为12V, 最终推得AH、BH两端电压应相同，故滑片H应在AB中点， 故②正确，①错误：③④若仅电动机停转，那么M可视为一 阻值为2Ω的纯电阻，根据上述分析，当灵敏电流计示数为 零时，电动机与定值电阻两端的电压之比为1：3，所以在闭 合开关前，应将H左移至左侧第一个四等分点处，故③正 确，④错误故选C 压轴挑战 4.(1)2272W(2)12(3)16W 参考答案与解析 ,得R= 解析：(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律1=” U =22,其发热功率为：Pw=Ul1=12×6W=72W. (2)电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得U2=r+ P输出，所以rM= U12-P箱出=12 (3)电解槽工作时，由能量守恒定律得：P化=UⅢ3-4= 16W. 第2节闭合电路的欧姆定律 第1课时闭合电路欧姆定律及简单应用 白题 基础过关 1.B 2.D解析：AB.根据公式E=”可知，电源内部将一个锂离子 由电源负极移动到正极，需要消耗化学能3.7eV,仅在1s内 移动C个锂离子时，才将3.7J的化学能转化为电能，但1s 内移动锂离子个数未知，故AB错误；C.根据g=t可知，“毫 安·时”(mA·h)是电池储存电量的单位，故C错误：D.电 池放电时，L从负极通过隔膜返回正极，电池内部静电力做 负功，化学能转化为电能，故D正确.故选D. 3.C解析：A.电流乘以时间得到电荷量，故电流的单位乘以 时间的单位是电荷量的单位，故铭牌中的mA·h是电量的 单位，故A错误；B.由W=U可知，笔记本电池能储存的能 量为W1=U,I1t=11.1×4400×103×3600J=175824J, 手机电池储存的能量为W2=U2l2t=3.8×3000×103× 3600J=41040J, ，_175824≈4，故B错误； 故 W241040 C.手机电池放电时能输出的总电荷量绝对值约为 3000mA·h=3000×103×3600C=1.08×104C,故C正确； D.若该手机待机电流为15mA,则其最长待机时间为 3000mA,b=200h,故D错误故选C 15 mA 4.C解析：旧电池的电动势与新电池相比略减小，但是旧电 池的内阻明显增加，从而对玩具车输出的电压不能达到玩具 车的额定电压，从而不能使玩具车正常工作：由于遥控器的 阻值较大，电池的输出电压达到了遥控器的额定电压，从而 能使遥控器正常工作故选C. 5.(1)18J(2)14.4J(3)3.6J 解析：(1)W=Eg=18J,电路中共有18J其他形式的能转化 为电能； (2)W,=Ug=14.4J,外电路中共有14.4J电能转化为其他形 式的能； (3)由能量守恒求出W2=W-W=3.6J,内电路中有3.6J电 能转化为其他形式的能. 黑白题35